时序逻辑电路

电路在任何时候的输出稳定值,不仅与该时刻的输入信号有关,而且与该时刻以前的电路状态有关;电路结构具有反馈回路

批注 2020-02-17 163256

解决了:

  1. 自动运行的问题。时序电路接通之后可以不停地开启和关闭开关,进入一个自动运行的状态
  2. 存储的问题。通过时序电路实现的触发器,能把计算结果存储在特定的电路里面
  3. 解决了各个功能按照时序协调的问题,使得不同的事件按照时间顺序发生

存储电路

存储电路由存储器件组成,能存储一位二值信号的存储器件称为存储单元电路。存储单元电路大多是双稳态电路

分类

按存储电路中存储单元状态改变的特点分类

按输出信号的特点分类

米里(Mealy)型: 输出信号不仅仅取决于存储电路的状态,而且还取决于外部输入信号

摩尔(Moore)型: 输出信号仅仅取决于存储电路的状态,而和该时刻的外部输入信号无关

按逻辑功能分类

时钟硬件

开关 A 闭合(也就是相当于接通电路之后),开关 B 就会不停地在开和关之间切换,生成对应的时钟信号

RS锁存器

批注 2020-02-17 163747

批注 2020-02-17 165107

门控锁存器

批注 2020-02-17 165257

门控 D 锁存器

批注 2020-02-17 165510

触发器

利用“时钟”的特殊定时控制信号去限制存储单元状态的改变时间,具有这种特点的存储单元电路称为触发器(FF:Flip-Flop)

边沿D触发器

批注 2020-02-17 185036

负边沿JK触发器

批注 2020-02-17 185637

触发器脉冲工作特性

为使触发器做好触发准备,要求输入信号在时钟脉冲的边沿到来之前,提前一段时间到来,提前的这段时间叫建立时间,用tset表示。

批注 2020-02-17 190849

为了保证触发器可靠翻转,在时钟脉冲到达后,输入信号必须维持一段时间不变。这段时间称为保持时间,用th表示

批注 2020-02-17 190923

从时钟脉冲边沿到触发器的新状态稳定建立起来,所需要的时间叫做传输延迟时间

在保证触发器可靠翻转的条件下, 所允许的时钟频率有一个上限值 (最高频率) ,该上限值即为触发器的最高时钟频率,用fmax表示

锁存器应用

触发器应用

PC寄存器实现

2022628205741

同步时序电路

分析

只要知道了在当前状态下各触发器的输入(即驱动信号),就能根据触发器的特性方程,求得电路的下一个状态,最终找到电路的状态转换规律

设计